Moléculas no Universodo hidreto de hélio aos aminoácidos

Base real

• Íon hidreto de hélio (HeH⁺): a primeira molécula a se formar no universo. Só foi detectada pela primeira vez em 2019, numa nebulosa planetária.

• Hidrogênio molecular (H₂): a molécula mais abundante do universo. Antes de nascerem as primeiras estrelas, o gás precisava dele para irradiar calor e poder colapsar.

• Hidroxila (OH): em 1963, a primeira molécula detectada no espaço interestelar por radiotelescópios.

• Monóxido de carbono (CO): a segunda molécula mais abundante nas nuvens moleculares; os radioastrônomos a usam para mapear as nuvens invisíveis de hidrogênio molecular.

• Água (H₂O): abundante em grãos de gelo interestelares, cometas e discos planetários. Parte da água da Terra pode ter vindo de asteroides.

• Amônia (NH₃): detectada em 1968, a primeira molécula poliatômica encontrada no espaço interestelar.

• Metano (CH₄): Titã tem lagos e chuva feitos de metano.

• Poeira de silicato (SiO₄): o principal componente da poeira interestelar, que depois se aglomerou em planetas rochosos.

• Cianeto de hidrogênio (HCN): altamente tóxico, mas possivelmente uma matéria-prima essencial para fazer bases nitrogenadas e aminoácidos quando a vida começou.

• Formaldeído (H₂CO): a primeira molécula orgânica poliatômica interestelar, detectada em 1969.

• Hidrocarbonetos policíclicos aromáticos (PAH): entre as maiores moléculas mais comuns no espaço interestelar, acredita-se que guardem boa parte do carbono do cosmos.

• Fulerenos (C₆₀): encontrados numa nebulosa planetária em 2010, entre as maiores moléculas interestelares conhecidas.

• Glicolaldeído (C₂H₄O₂): uma das moléculas de açúcar mais simples, encontrada numa nuvem de gás perto do centro da Via Láctea.

• Olivina ((Mg,Fe)₂SiO₄): o principal mineral do manto superior; seus cristais também são encontrados em poeira de cometas.

• Piroxênio ((Mg,Ca)SiO₃): um mineral comum em basalto e em rochas lunares.

• Magnetita (Fe₃O₄): o mineral natural mais fortemente magnético; algumas bactérias e aves migratórias também carregam microcristais dela.

• Quartzo (SiO₂): o mineral típico da crosta continental e o principal componente da areia.

• Feldspato (KAlSi₃O₈): o grupo de minerais mais abundante da crosta terrestre.

• Zircão (ZrSiO₄): extremamente durável. Zircões da Austrália mostram que a água líquida pode já ter existido na Terra há 4,4 bilhões de anos.

• Diamante (C): átomos de carbono empacotados com firmeza num padrão tetraédrico, a substância natural mais dura. Alguns meteoritos guardam nanodiamantes mais velhos que o Sistema Solar.

• Minerais de argila (Al₂Si₂O₅(OH)₄): as superfícies de argila podem ter ajudado fragmentos de RNA primitivos a se alinhar e se ligar.

• Calcita (CaCO₃): componente do calcário e de muitas conchas; os olhos dos trilobitas eram cristais de calcita.

• Apatita (Ca₅(PO₄)₃): o principal componente inorgânico do esmalte dos dentes e dos ossos.

• Pirita (FeS₂): apelidada de "ouro de tolo". Uma hipótese para a origem da vida diz que as primeiras reações metabólicas aconteceram em superfícies de sulfeto de ferro.

• Glicina (C₂H₅NO₂): o aminoácido mais simples; a Rosetta também a detectou no cometa 67P.

• Adenina (C₅H₅N₅): uma das bases nitrogenadas do DNA e do RNA; pode ser montada a partir de 5 moléculas de cianeto de hidrogênio.

• Ribose (C₅H₁₀O₅): o esqueleto de açúcar do RNA; pode se formar quando o formaldeído polimeriza em superfícies minerais.

• Nucleotídeos (NMP): a unidade básica dos ácidos nucleicos: uma base, uma ribose e um fosfato unidos.

• Ácidos graxos (RCOOH): postos na água, formam espontaneamente vesículas de camada dupla, que podem ter sido as primeiras membranas celulares.

• RNA: uma molécula que pode tanto guardar informação quanto catalisar reações, a estrela da hipótese do mundo de RNA.

• ATP: a moeda de energia da célula. O total de ATP que o corpo humano produz e decompõe por dia se aproxima do próprio peso corporal.

• DNA: uma molécula genética mais estável que o RNA; todos os seres vivos celulares o usam para guardar seus genes.

• Clorofila (C₅₅H₇₂MgN₄O₅): absorve luz vermelha e azul e reflete a verde, com um único átomo de magnésio no centro.

• Hemoglobina (Hb): transporta oxigênio em átomos de ferro, o que deixa o sangue vermelho.

• Formamida (HCONH₂): aquecer formamida sobre catalisadores minerais pode render de uma só vez as quatro bases nitrogenadas e precursores de muitos aminoácidos.

• Ureia (CO(NH₂)₂): em 1828, Wöhler sintetizou ureia a partir de matéria inorgânica, a primeira prova de que compostos orgânicos não precisam vir de seres vivos.

• Alanina (Ala): um dos aminoácidos de maior rendimento no experimento de Miller–Urey de 1953; também é encontrada no meteorito de Murchison.

• Ácido aspártico (Asp): encontrado tanto no experimento de Miller–Urey quanto em meteoritos; também é o ponto de partida para fazer muitos outros aminoácidos.

• Serina (Ser): o nome vem da seda (do latim "sericum"); ela foi isolada pela primeira vez a partir da sericina, uma proteína da seda.

• Ácido glutâmico (Glu): o principal componente do glutamato monossódico é o glutamato de sódio, que dá aos alimentos o sabor "umami".

• Valina (Val): a anemia falciforme é causada por um ácido glutâmico da hemoglobina ter sido trocado por valina.

• Guanina (G): isolada pela primeira vez a partir de excremento de aves (guano), de onde vem o nome.

• Citosina (C): forma três ligações de hidrogênio com a guanina, o mais forte dos pares de bases.

• Uracila (U): uma base exclusiva do RNA. A citosina vira uracila quando perde um grupo amino; a uracila também foi detectada no meteorito de Murchison.

• Leucina (Leu): um dos aminoácidos mais comuns nas proteínas; o corpo humano não consegue produzi-la.

• Isoleucina (Ile): tem exatamente os mesmos átomos da leucina, arranjados de outro modo; as duas são isômeros.

• Prolina (Pro): sua cadeia lateral se dobra e se liga à cadeia principal, agindo como uma "dobra" na cadeia da proteína; o colágeno é especialmente rico nela.

• Treonina (Thr): só foi descoberta em 1935, a última dos 20 aminoácidos padrão a ser encontrada.

• Homoquiralidade (L / D): a vida usa só aminoácidos levógiros e açúcares dextrógiros. O meteorito de Murchison tem um pouco mais de aminoácidos levógiros, sugerindo que essa preferência pode ter vindo do espaço.

• Fosfolipídios (PL): uma ponta gosta de água e a outra a repele, então se alinham sozinhos em camadas duplas. Toda membrana celular de hoje é feita deles.

• Aglomerados ferro-enxofre (Fe–S): entre os cofatores de proteínas mais antigos; sua estrutura lembra muito os minerais de sulfeto de ferro das fontes termais, apoiando a hipótese de que a vida começou em fontes hidrotermais do fundo do mar.

• Ribozima (RNA*): RNA com capacidade catalítica. Cech e Altman ganharam o Nobel de Química de 1989 por descobri-la.

• Peptídeo (Gly-Ala): uma cadeia curta de aminoácidos unidos pela perda de água. Molhar e secar repetidamente à beira de uma fonte termal pode ligar aminoácidos por conta própria.

• tRNA: um pequeno RNA em forma de trevo que reconhece um códon numa ponta e carrega um aminoácido na outra, o "tradutor" do código genético.

• NAD⁺: uma coenzima que transporta elétrons, com um nucleotídeo completo na molécula; pode ser uma relíquia do mundo de RNA.

• Coenzima A (CoA): um centro do metabolismo, necessário tanto ao metabolismo dos ácidos graxos quanto ao ciclo do ácido cítrico.

• Cisteína (Cys): um aminoácido com enxofre; duas cisteínas podem formar uma ponte dissulfeto. Fazer permanente no cabelo é romper e refazer essas ligações.

• Metionina (Met): o primeiro aminoácido de quase toda proteína; é o que o códon de início AUG codifica.

• Histidina (His): um "transportador" comum nos sítios ativos de enzimas, capaz de receber e ceder prótons.

• Lisina (Lys): um aminoácido essencial escasso nos grãos de cereais, então viver só de grãos leva facilmente a uma deficiência.

• Arginina (Arg): o corpo a usa para fazer óxido nítrico, que ajuda os vasos sanguíneos a relaxar.

• Asparagina (Asn): isolada do suco de aspargo em 1806, o primeiro aminoácido já descoberto.

• Glutamina (Gln): o aminoácido mais abundante no sangue, que fornece energia às células imunes e às células do intestino.

• Ribossomo (rRNA): a máquina molecular que traduz o RNA mensageiro em proteína. O catalisador é RNA, não proteína, por isso é visto como um fóssil vivo do mundo de RNA.

• Código genético (64 → 20): 64 códons de três letras representam 20 aminoácidos mais sinais de parada, e quase todos os organismos compartilham o mesmo código.

• Proteína: prever a estrutura de uma proteína a partir da sequência foi um problema por meio século, e em 2020 o AlphaFold praticamente o resolveu.

• Fenilalanina (Phe): em 1961, Nirenberg usou RNA contendo apenas U para sintetizar uma cadeia de fenilalanina, decifrando o primeiro códon, UUU.

• Tirosina (Tyr): isolada pela primeira vez a partir de queijo, e seu nome vem da palavra grega para "queijo".

• Triptofano (Trp): o maior dos aminoácidos padrão; o corpo o usa para fazer serotonina e melatonina.

• Timina (T): uracila mais um grupo metila. O DNA a usa no lugar da uracila, o que facilita perceber e reparar erros da desaminação da citosina.

• Desoxirribose (C₅H₁₀O₄): tem um átomo de oxigênio a menos que a ribose, o que torna o DNA muito mais estável que o RNA.

• Enzimas (E): catalisadores biológicos. Algumas reações levariam dezenas de milhões de anos sem enzima e só milissegundos com ela.

• Glicose (C₆H₁₂O₆): o produto da fotossíntese. O cérebro humano usa cerca de 120 g de glicose por dia.

• Celulose ((C₆H₁₀O₅)ₙ): o composto orgânico mais abundante da Terra, feito de cadeias de glicose. Bois e ovelhas precisam de micróbios no estômago para digeri-la.

• Colágeno (Col): a proteína mais abundante nos animais, que cola as células em tecido. A ascensão dos animais multicelulares talvez não tivesse sido possível sem ele.

• Quitina ((C₈H₁₃NO₅)ₙ): o principal componente do exoesqueleto dos artrópodes e da parede celular dos fungos, o segundo polissacarídeo mais abundante da natureza.

• Lignina: deixa os caules das plantas rígidos para que possam crescer alto. Os enormes depósitos de carvão do Carbonífero podem estar relacionados ao fato de os fungos da época ainda não serem bons em decompô-la.

Pesquisas relacionadas

Estes estudos têm relação com o tema, mas não são prova direta do que está nesta página.

• O experimento de Miller–Urey: Um estudante de doutorado selou água, metano, amônia e hidrogênio num frasco e continuou a dar faíscas, obtendo os aminoácidos que formam as proteínas.

  Fonte:Miller, Science 1953, "A production of amino acids under possible primitive earth conditions"

• Nucleotídeos sem enzimas: Encontraram um caminho químico mais “natural” para produzir diretamente componentes de RNA em condições primitivas.

  Fonte:Powner, Gerland & Sutherland, Nature 2009, "Synthesis of activated pyrimidine ribonucleotides in prebiotically plausible conditions"

• Aminoácidos no espaço: Aminoácidos de origem não terrestre foram encontrados no meteorito de Murchison. As matérias-primas da vida podem ser comuns no universo.

  Fonte:Kvenvolden et al., Nature 1970, "Evidence for extraterrestrial amino-acids and hydrocarbons in the Murchison meteorite"

• Fontes termais do fundo do mar: Ecossistemas que não dependem da luz do sol existem em torno de fontes termais do fundo do mar, dando à origem da vida um novo local candidato.

  Fonte:Corliss et al., Science 1979, "Submarine thermal springs on the Galápagos Rift"